Java接口 的理解和使用方法

摘要:
　　Java接口提供了一个很好的方法来实现回调函数。假如你习惯于在事件驱动的编程模型中，通过传递函数指针来调用方法达到目的的话，那么你就会喜欢这个技巧。
　　
　　作者：John D. Mitchell
　　
　　在MS-Windows或者X-Window系统的事件驱动模型中，当某些事件发生的时候，开发人员已经熟悉通过传递函数指针来调用处理方法。而在Java的面向对象的模型中，不能支持这种方法，因而看起来似乎排除了使用这种比较舒适的机制，但事实并非如此。
　　
　　Java的接口提供了一种很好的机制来让我们达到和回调相同的效果。这个诀窍就在于定一个简单的接口，在接口之中定义一个我们希望调用的方法。
　　
　　举个例子来说，假设当一个事件发生的时候，我们想它被通知，那么我们定义一个接口：
　　public interface InterestingEvent
　　{
　　　 // This is just a regular method so it can return something or
　　　 // take arguments if you like.
　　　 public void interestingEvent ();
　　}
　　
　　这就给我们一个控制实现了该接口的所有类的对象的控制点。因此，我们不需要关心任何和自己相关的其它外界的类型信息。这种方法比C函数更好，因为在C++风格的代码中，需要指定一个数据域来保存对象指针，而Java中这种实现并不需要。
　　
　　发出事件的类需要对象实现InterestingEvent接口，然后调用接口中的interestingEvent ()方法。
　　
　　public class EventNotifier
　　{
　　　 private InterestingEvent ie;
　　private boolean somethingHappened; 
　　　 public EventNotifier (InterestingEvent event)
　　{
　　// Save the event object for later use.
　　ie = event; 
　　// Nothing to report yet.
　　somethingHappened = false;
　　} 
　　　 //...　
　　　 public void doWork ()
　　{
　　// Check the predicate, which is set elsewhere.
　　if (somethingHappened)
　　　 {
　　　 // Signal the even by invoking the interface's method.
　　　 ie.interestingEvent ();
　　　 }
　　//...
　　　　} 
　　　 // ...
　　}
　　
　　在这个例子中，我们使用了somethingHappened这个标志来跟踪是否事件应该被激发。在许多事例中，被调用的方法能够激发interestingEvent()方法才是正确的。
　　希望收到事件通知的代码必须实现InterestingEvent接口，并且正确的传递自身的引用到事件通知器。
　　public class CallMe implements InterestingEvent
　　{
　　private EventNotifier en; 
　　　 public CallMe ()
　　{
　　// Create the event notifier and pass ourself to it.
　　en = new EventNotifier (this);
　　} 
　　　 // Define the actual handler for the event.
　　　 public void interestingEvent ()
　　{
　　// Wow!　Something really interesting must have occurred!
　　// Do something...
　　} 
　　　 //...
　　}
　　
　　希望这点小技巧能给你带来方便。
　　
　　关于作者：

　　John D. Mitchell在过去的九年内一直做顾问，曾经在Geoworks使用OO汇编语言开发了PDA软件，爱好于写编译器，Tcl/Tk和Java系统。和人合著了《Making Sense of Java》，目前从事Java编译器的工作。

java回调接口，即接口回调，我理解为：方法methodXX的参数为接口Ixx，当我们调用方法methodXX的时候就可以动态的实现接口Ixx中的方法了。 
参照如下代码： 

Java代码  

1. /** 
2.  * 无参数的回调接口 
3.  *  
4.  * @author 张国明 [e-mail] <br/> 
5.  *         2012-8-19 下午7:59:31 
6.  *  
7.  */  
8. public interface ICallBackOne {  
9.     /** 
10.      * 执行回调操作的方法 
11.      */  
12.     void execute();  
13. }  

Java代码  

1. /** 
2.  * 有参数的回调接口 
3.  *  
4.  * @author 张国明 [e-mail] <br/> 
5.  *         2012-8-19 下午10:19:13 
6.  *  
7.  */  
8. public interface ICallBackTwo {  
9.     /** 
10.      * 执行回调操作的方法 
11.      *  
12.      * @param name 
13.      *            name 
14.      * @param age 
15.      *            age 
16.      */  
17.     void execute(String name, int age);  
18. }  

Java代码  

1. /** 
2.  * 回调接口的实现方法 
3.  *  
4.  * @author 张国明 [e-mail] <br/> 
5.  *         2012-8-19 下午10:13:50 
6.  *  
7.  */  
8. public class CallBackImpl {  
9.     /** 
10.      * @param callBack 
11.      *            回调接口 
12.      */  
13.     public void executeCallBackOne(final ICallBackOne callBack) {  
14.         System.out.println("**** 回调 ICallBackOne 开始...****");  
15.         callBack.execute();  
16.         System.out.println("*****回调 ICallBackOne 结束。*****");  
17.     }  
18.   
19.     /** 
20.      * @param callBack 
21.      *            回调接口 
22.      * @param name 
23.      *            name 
24.      * @param age 
25.      *            age 
26.      */  
27.     public void executeCallBackTwo(final ICallBackTwo callBack,  
28.             final String name, final int age) {  
29.         System.out.println();  
30.         System.out.println("###### 回调 ICallBackTwo 开始...######");  
31.         callBack.execute(name, age);  
32.         System.out.println("#######回调 ICallBackTwo 结束。#######");  
33.     }  
34. }  

Java代码  

1. /** 
2.  * 测试类 
3.  *  
4.  * @author 张国明 [e-mail] <br/> 
5.  *         2012-8-19 下午10:14:01 
6.  *  
7.  */  
8. public class Test {  
9.     /** 
10.      * @param args 
11.      *            arg 
12.      */  
13.     public static void main(final String[] args) {  
14.         final CallBackImpl callBackMethod = new CallBackImpl();  
15.   
16.         final ICallBackOne callBackOne = new ICallBackOne() {  
17.             @Override  
18.             public void execute() {  
19.                 System.out.println("调用 回调接口one中的方法");  
20.             }  
21.         };  
22.         callBackMethod.executeCallBackOne(callBackOne);  
23.   
24.         final ICallBackTwo callBackTwo = new ICallBackTwo() {  
25.             @Override  
26.             public void execute(final String name, final int age) {  
27.                 System.out.println("调用 回调接口 Two 中的方法\t" + name + " 的年龄是： "  
28.                         + age);  
29.             }  
30.         };  
31.         callBackMethod.executeCallBackTwo(callBackTwo, "张国明", 28);  
32.     }  
33. }  

输出结果： 
**** 回调 ICallBackOne 开始...**** 
调用 回调接口one中的方法 
*****回调 ICallBackOne 结束。***** 

###### 回调 ICallBackTwo 开始...###### 
调用 回调接口 Two 中的方法 张国明 的年龄是： 28 
#######回调 ICallBackTwo 结束。#######

浅析Java抽象类和接口的比较

2007-11-26 11:11 作者：baocl 来源：赛迪网

[摘要] abstract class和interface是Java语言中对于抽象类定义进行支持的两种机制，正是由于这两种机制的存在，才赋予了Java强大的面向对象能力。
[关键字] Java 抽象 接口

　　abstract class和interface是Java语言中对于抽象类定义进行支持的两种机制，正是由于这两种机制的存在，才赋予了Java强大的面向对象能力。abstract class和interface之间在对于抽象类定义的支持方面具有很大的相似性，甚至可以相互替换，因此很多开发者在进行抽象类定义时对于abstract class和interface的选择显得比较随意。其实，两者之间还是有很大的区别的，对于它们的选择甚至反映出对于问题领域本质的理解、对于设计意图的理解是否正确、合理。本文将对它们之间的区别进行一番剖析，试图给开发者提供一个在二者之间进行选择的依据。 

　　理解抽象类 

　　在面向对象的概念中，我们知道所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来却不是这样。并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。抽象类往往用来表征我们在对问题领域进行分析、设计中得出的抽象概念，是对一系列看上去不同，但是本质上相同的具体概念的抽象。比如：如果我们进行一个图形编辑软件的开发，就会发现问题领域存在着圆、三角形这样一些具体概念，它们是不同的，但是它们又都属于形状这样一个概念，形状这个概念在问题领域是不存在的，它就是一个抽象概念。正是因为抽象的概念在问题领域没有对应的具体概念，所以用以表征抽象概念的抽象类是不能够实例化的。 

　　下面从三个方面进行比较： 

　　一、从语法定义层面看abstract class和interface 

　　在语法层面，Java语言对于abstract class和interface给出了不同的定义方式，下面以定义一个名为Demo的抽象类为例来说明这种不同。 

　　使用abstract class的方式定义Demo抽象类的方式如下： 

　　abstract class Demo ｛ 

　　abstract void method1(); 

　　abstract void method2(); 

　　… 

　　｝ 

　　使用interface的方式定义Demo抽象类的方式如下： 

　　interface Demo { 

　　void method1(); 

　　void method2(); 

　　… 

　　} 

　　在abstract class方式中，Demo可以有自己的数据成员，也可以有非abstarct的成员方法，而在interface方式的实现中，Demo只能够有静态的不能被修改的数据成员（也就是必须是static final的，不过在interface中一般不定义数据成员），所有的成员方法都是abstract的。从某种意义上说，interface是一种特殊形式的abstract class。 

　　二、从编程层面看abstract class和interface 

　　从编程的角度来看，abstract class和interface都可以用来实现"design by contract"的思想。但是在具体的使用上面还是有一些区别的。 

　　首先，abstract class在Java语言中表示的是一种继承关系，一个类只能使用一次继承关系。但是，一个类却可以实现多个interface。也许，这是Java语言的设计者在考虑Java对于多重继承的支持方面的一种折中考虑吧。 

　　其次，在abstract class的定义中，我们可以赋予方法的默认行为。但是在interface的定义中，方法却不能拥有默认行为，为了绕过这个限制，必须使用委托，但是这会 增加一些复杂性，有时会造成很大的麻烦。 

　　在抽象类中不能定义默认行为还存在另一个比较严重的问题，那就是可能会造成维护上的麻烦。因为如果后来想修改类的界面（一般通过abstract class或者interface来表示）以适应新的情况（比如，添加新的方法或者给已用的方法中添加新的参数）时，就会非常的麻烦，可能要花费很多的时间（对于派生类很多的情况，尤为如此）。但是如果界面是通过abstract class来实现的，那么可能就只需要修改定义在abstract class中的默认行为就可以了。 

　　同样，如果不能在抽象类中定义默认行为，就会导致同样的方法实现出现在该抽象类的每一个派生类中，违反了"one rule，one place"原则，造成代码重复，同样不利于以后的维护。因此，在abstract class和interface间进行选择时要非常的小心。 

　　三、从设计理念层面看abstract class和interface 

　　上面主要从语法定义和编程的角度论述了abstract class和interface的区别，这些层面的区别是比较低层次的、非本质的。本小节将从另一个层面：abstract class和interface所反映出的设计理念，来分析一下二者的区别。作者认为，从这个层面进行分析才能理解二者概念的本质所在。 

　　前面已经提到过，abstarct class在Java语言中体现了一种继承关系，要想使得继承关系合理，父类和派生类之间必须存在"is a"关系，即父类和派生类在概念本质上应该是相同的（参考文献〔3〕中有关于"is a"关系的大篇幅深入的论述，有兴趣的读者可以参考）。对于interface 来说则不然，并不要求interface的实现者和interface定义在概念本质上是一致的，仅仅是实现了interface定义的契约而已。为了使论述便于理解，下面将通过一个简单的实例进行说明。 

　　考虑这样一个例子，假设在我们的问题领域中有一个关于Door的抽象概念，该Door具有执行两个动作open和close，此时我们可以通过abstract class或者interface来定义一个表示该抽象概念的类型，定义方式分别如下所示： 

　　使用abstract class方式定义Door： 

　　abstract class Door { 

　　abstract void open(); 

　　abstract void close()； 

　　} 

　　使用interface方式定义Door： 

　　interface Door { 

　　void open(); 

　　void close(); 

　　} 

　　其他具体的Door类型可以extends使用abstract class方式定义的Door或者implements使用interface方式定义的Door。看起来好像使用abstract class和interface没有大的区别。 

　　如果现在要求Door还要具有报警的功能。我们该如何设计针对该例子的类结构呢（在本例中，主要是为了展示abstract class和interface反映在设计理念上的区别，其他方面无关的问题都做了简化或者忽略）？下面将罗列出可能的解决方案，并从设计理念层面对这些不同的方案进行分析。 

　　解决方案一： 

　　简单的在Door的定义中增加一个alarm方法，如下： 

　　abstract class Door { 

　　abstract void open(); 

　　abstract void close()； 

　　abstract void alarm(); 

　　} 

　　或者 

　　interface Door { 

　　void open(); 

　　void close(); 

　　void alarm(); 

　　} 

　　那么具有报警功能的AlarmDoor的定义方式如下： 

　　class AlarmDoor extends Door { 

　　void open() { … } 

　　void close() { … } 

　　void alarm() { … } 

　　} 

　　或者 

　　class AlarmDoor implements Door ｛ 

　　void open() { … } 

　　void close() { … } 

　　void alarm() { … } 

　　｝ 

　　这种方法违反了面向对象设计中的一个核心原则ISP（Interface Segregation Priciple），在Door的定义中把Door概念本身固有的行为方法和另外一个概念"报警器"的行为方法混在了一起。这样引起的一个问题是那些仅仅依赖于Door这个概念的模块会因为"报警器"这个概念的改变（比如：修改alarm方法的参数）而改变，反之依然。 

　　解决方案二： 

　　既然open、close和alarm属于两个不同的概念，根据ISP原则应该把它们分别定义在代表这两个概念的抽象类中。定义方式有：这两个概念都使用abstract class方式定义；两个概念都使用interface方式定义；一个概念使用abstract class方式定义，另一个概念使用interface方式定义。 

　　显然，由于Java语言不支持多重继承，所以两个概念都使用abstract class方式定义是不可行的。后面两种方式都是可行的，但是对于它们的选择却反映出对于问题领域中的概念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理。我们一一来分析、说明。 

　　如果两个概念都使用interface方式来定义，那么就反映出两个问题：1、我们可能没有理解清楚问题领域，AlarmDoor在概念本质上到底是Door还是报警器？2、如果我们对于问题领域的理解没有问题，比如：我们通过对于问题领域的分析发现AlarmDoor在概念本质上和Door是一致的，那么我们在实现时就没有能够正确的揭示我们的设计意图，因为在这两个概念的定义上（均使用interface方式定义）反映不出上述含义。 

　　如果我们对于问题领域的理解是：AlarmDoor在概念本质上是Door，同时它有具有报警的功能。我们该如何来设计、实现来明确的反映出我们的意思呢？前面已经说过，abstract class在Java语言中表示一种继承关系，而继承关系在本质上是"is a"关系。所以对于Door这个概念，我们应该使用abstarct class方式来定义。另外，AlarmDoor又具有报警功能，说明它又能够完成报警概念中定义的行为，所以报警概念可以通过interface方式定义。如下所示：

　　abstract class Door { 

　　abstract void open(); 

　　abstract void close()； 

　　} 

　　interface Alarm { 

　　void alarm(); 

　　} 

　　class AlarmDoor extends Door implements Alarm { 

　　void open() { … } 

　　void close() { … } 

　　void alarm() { … } 

　　} 

　　这种实现方式基本上能够明确的反映出我们对于问题领域的理解，正确的揭示我们的设计意图。其实abstract class表示的是"is a"关系，interface表示的是"like a"关系，大家在选择时可以作为一个依据，当然这是建立在对问题领域的理解上的，比如：如果我们认为AlarmDoor在概念本质上是报警器，同时又具有Door的功能，那么上述的定义方式就要反过来了。 

　　结论 

　　abstract class和interface是Java语言中的两种定义抽象类的方式，它们之间有很大的相似性。但是对于它们的选择却又往往反映出对于问题领域中的概念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理，因为它们表现了概念间的不同的关系（虽然都能够实现需求的功能）。这其实也是语言的一种的惯用法，希望读者朋友能够细细体会。